دائرة القصر

المناهج: KS3, cycle 4, Sek I

فتح المختبر الكامل ↗

الهدف

مشاهدة ما يحدث في دائرة القصر وكيف تعمل الحماية.

التجهيز

مصدر 6 V ومصباح 6 V / 3 W؛ ومفتاح مفتوح موصول على التوازي مع المصباح. المصباح مضيء.

خطوات العمل

1. أغلق المفتاح.
2. انظر إلى المصباح وإلى مؤشر التشغيل في المصدر.
3. افتح المفتاح وشغّل المصدر بزر التشغيل.

النتيجة المتوقعة

يقصر المفتاح المغلق طرفي المصباح: يتجاوز التيار المصباح، فينطفئ. لا يحد التيار إلا المقاومة الداخلية للمصدر (0.5 Ω) والكابلات، فيبلغ نحو 10 A. تفصل حماية المصدر من زيادة الحمل المصدرَ عند تيار يزيد على 3 A: يعود زر التشغيل إلى وضع الإيقاف ويومض المؤشر باللون الأحمر. ولن يعمل المصدر من جديد إلا بعد تشغيله يدويًا.

الأسئلة

1. لماذا يكون التيار كبيرًا إلى هذا الحد في دائرة القصر؟
2. أي جهاز في التمديدات الكهربائية المنزلية يؤدي دور هذه الحماية؟

الإجابات

1. يتجاوز المفتاح المغلق المصباحَ، وكان فتيله الساخن بمقاومة نحو 12 Ω يُبقي التيار قرب 0.5 A. ولا يبقى إلا المقاومة الداخلية للمصدر، 0.5 Ω، والكابلات، فيعطي \(I = U / R\) على الأكثر 6 V / 0.5 Ω = 12 A، ونحو 10 A مع الكابلات.
2. قاطع الدائرة الآلي في لوحة التوزيع، أو المنصهر في التمديدات القديمة. وكحماية المصدر، يفصل القاطع الآلي عند زيادة الحمل أو دائرة القصر، ويجب إعادة تشغيله يدويًا.